DE19942562A1 - Rastierhülse für eine Schaltwelle - Google Patents
Rastierhülse für eine SchaltwelleInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Rastierhülse (3a) für eine Schaltwelle eines Zahnräderwechselgetriebes zur Sicherung von Verstellpositionen. Dabei ist die Rastierhülse (3a) mehrteilig aufgebaut und umfaßt eine Hülse (10), eine Scheibe (11) sowie ein Topfteil (12). Das zumindest zwei Bauteile umfassende Topfteil (12) ist über eine Trennebene (15) zusammengefügt und mit zumindest einem Übertragungselement verbunden.
Description
Die Erfindung betrifft eine Rastierhülse, die drehstarr auf einer Schaltwelle
eines mechanisch oder automatisiert schaltbaren Zahnräderwechselgetrie
bes befestigt ist. Die Rastierhülse ermöglicht eine Sicherung von Verstell
positionen der verschiebbar und verdrehbar angeordneten Schaltwelle und
sorgt damit für eine exakte Schaltung. Die mehrteilig aufgebaute Rastierhül
se umfaßt eine drehfest auf der Schaltwelle befestigte Hülse, die mit einer
separaten Scheibe oder einer einteilig an der Hülse befestigten Scheibe
einen radialen Abstand zu einem die Schaltwelle weitestgehend koaxial
umschließenden Topfteil überbrückt. Das als ein Spanlosteil gestaltete
Topfteil ist mit Übertragungselementen versehen, die mit Bauteilen zusam
menwirken, die der Schaltwelle nebengeordnet sind.
Zur Gestaltung von Rastierhülsen, die drehstarr mit der Schaltwelle verbun
den sind, werden verschiedene Lösungsansätze vorgeschlagen.
Die DE 195 80 804 A1 offenbart eine Rastierhülse, deren Einzelteile jeweils
spanlos durch ein Tiefziehverfahren hergestellt sind. Dabei ist die Rastier
hülse über eine Hülse drehfest auf der Schaltwelle befestigt. An einem Ende
der Hülse ist eine Scheibe unlösbar befestigt, die von einem Topfteil um
schlossen und an dessen Innenwandung befestigt ist. Durch einen axialen
Versatz des Bodens zum Topfteil stellt sich eine radial gestufte Rastierhülse
ein. In den Außenumfang, d. h. die Mantelfläche des Topfteils sind Rast
ausnehmungen eingeformt, die auch als Übertragungselemente zu be
zeichnen sind und die für eine separat zur Schaltwelle angeordnete Schalt
arretierung bestimmt sind. Die gerundeten Rastausnehmungen sind dabei
der Formgebung einer Rastkugel angepaßt, mit der die Schaltarretierung
am Topfteil der Rastierhülse federnd abgestützt ist.
Ein mehrteiliger Aufbau einer Kugelraste, die ebenfalls im Zusammenhang
mit einer Rastierhülse zu betrachten ist, kann der DE 38 08 375 C1 ent
nommen werden. Diese bekannte Kugelraste ist mit einem geteilten Gehäu
se versehen und umfaßt ein erstes innere Teil, welches als Tiefziehteil ge
staltet und von einer Hohlschraube umgeben ist. Das Führungsteil ist mas
siv ausgebildet und umfaßt einstückig eine Kugelschale. Zwischen dem
Führungsteil und dem Gehäuse sind Wälzkörper angeordnet, die in einem
Gehäuse geführt sind. Zur Sicherung des Führungsteils im Gehäuse ist
dieses mit einem radial nach innen umgebördelten Rand versehen.
Eine weitere Rastierhülse ist aus der DE 40 38 494 A1 bekannt. Derartige
Hülsen werden vorzugsweise spanlos durch ein Tiefziehverfahren herge
stellt. Derartige Blechziehteile fordern aufwendige, komplizierte Werkzeuge.
Andererseits ist ein mehrstufiges Tiefziehverfahren erforderlich, ggf. mit
einer Zwischenbehandlung, was die Herstellkosten erhöht.
Ausgehend von den technischen Mängeln bekannter Lösungen ist es Auf
gabe der Erfindung, einen Aufbau für das Topfteil der Rastierhülse zu
schaffen, mit dem die Herstellkosten und das Gewicht reduziert werden
können.
Die zuvor genannte Problemstellung wird erfindungsgemäß durch ein
mehrteilig gestaltetes Topfteil gelöst. Dabei sind die Einzelteile des Topf
teils, welches mit zumindest einem Übertragungselement versehen ist, so
gestaltet, daß diese mit einem möglichst einfachen Fertigungsverfahren
oder einer Fertigungstechnik herstellbar sind. Als Übertragungselement
dient beispielsweise ein Schaltfinger oder eine Rastkontur, welches mit ei
nem der Schaltwelle nebengeordneten Bauteil zusammenwirkt. Mit dem
mehrteiligen Aufbau des Topfteils kann beispielsweise ein mehrstufiges
kostenintensives Ziehverfahren vermieden werden. Gleichfalls führen auch
erfindungsgemäße kompliziert gestaltete Topfteile nicht gleichzeitig zu ei
nem erhöhten Gewicht. Die Herstellung der Einzelteile des Topfteils erfor
dern weiterhin keine komplizierten Werkzeuge.
Die Erfindung ermöglicht eine kostenoptimierte Herstellung einer multifunk
tionalen Rastierhülse. Zur Herstellung der Einzelteile ist dabei eine Ferti
gungstechnik einsetzbar, die optimal abgestimmt ist auf die jeweils erforder
liche Funktion. Die Einzelteile des Topfteils der Rastierhülse sowie der zu
gehörigen Übertragungselemente können dabei mit unterschiedlichen Ferti
gungstechniken bzw. Fertigungsverfahren hergestellt werden. Weiterhin ist
keine einheitliche Werkstoffwahl für die Einzelteile der Rastierhülse erfor
derlich.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2
bis 23.
Für das erfindungsgemäß mehrteilig gestaltete Topfteil ist eine Trennebene
vorgesehen, die in Richtung der Längsachse von der Rastierhülse bzw. der
Schaltwelle verläuft. Dieser Trennlinienverlauf ist bevorzugt für eine aus
zwei Halbschalen zusammengesetzte Topfhülse. In gleicher Weise ist ein
solcher Trennlinienverlauf für eine vorzufertigende Topfhülse vorgesehen,
die aus einem Bandmaterial zu fertigen ist, in das zunächst alle erforderli
chen Übertragungselemente wie beispielsweise Schaltfinger, Schaltgasse,
Rastkontur, Anschlagnocken eingeformt bzw. angebracht werden. Anschlie
ßend wird das Bandmaterial gerollt und an den Enden zusammengefügt.
Für eine formschlüssige Verbindung der Enden eines aus Bandmaterial
geformten Topfteils bietet es sich vorteilhaft an, ein Ende des Topfteils mit
zumindest einem Hinterschneidungen aufweisenden, vorstehenden Ansatz
zu versehen. Dieser Ansatz ist in einer der Formgebung des Ansatzes ent
sprechenden Ausnehmung des zugehörigen weiteren Endes vom Bandma
terial formschlüssig gehalten. Zur Sicherung dieser formschlüssigen Ver
bindung bietet es sich beispielsweise an, den Ansatz mit der Ausnehmung
zu verstemmen.
Eine weitere Ausgestaltung eines zweiteilig gestalteten Topfteils umfaßt
Abschnitte, die in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind, wobei
deren Trennebene rechtwinkelig zur Längsachse der Rastierhülse verläuft.
Dieser Aufbau eignet sich beispielsweise für spanlos als Tiefziehteil ge
staltete Segmente mit voneinander abweichenden geometrischen Formen.
Beispielsweise kann ein erstes Segment mit einer Schaltgasse versehen
sein und das zugehörige zweite Segment mit einer Rastkontur, in die ein
benachbart zur Rastierhülse und der Schaltwelle angeordnetes Arretierele
ment formschlüssig eingreift. Zur Befestigung der Segmente bzw. Ab
schnitte im Bereich der Trennebene ist vorzugsweise eine unlösbare Ver
bindung z. B. eine Schweißung oder Lötung vorgesehen.
Die erfindungsgemäße Rastierhülse schließt ein Topfteil ein, dessen Aufbau
eine kostengünstige Anordnung aller erforderlichen Übertragungselemente
vorsieht. Beispielsweise kann das Topfteil mit einem separaten, radial aus
der Mantelfläche des Topfteils ausgerichteten Übertragungselement, einem
Schaltfinger versehen sein, der vorzugsweise in eine Bohrung eingepaßt
und unlösbar durch eine Schweißung oder Lötung oder Verstemmung am
Topfteil befestigt ist. Zusätzlich oder alternativ ist am Topfteil ein An
schlagnocken angeordnet, der mit einer separat zur Schaltwelle angeord
neten Sperreinheit zusammenwirkt. Für Rastierhülsen, auf denen eine Sper
reinheit unmittelbar befestigt ist, bietet es sich an, das Topfteil mit einer
Achse zu versehen, auf der eine Sperrklinke drehbar angeordnet ist.
Der erfindungsgemäße mehrteilige Aufbau ermöglicht weiterhin einen Ko
stenvorteil für als Blechziehteile gestaltete Abschnitte, Hälften oder Seg
mente des Topfteils. Zur Vermeidung eines mehrstufigen Ziehverfahrens mit
einer dabei erforderlichen Zwischenwärmebehandlung können erfindungs
gemäß die Einzelteile des Topfteils beispielsweise mit einer Rastkontur,
und/oder einer Schaltführung sowie einer beliebigen Profilierung versehen
werden, auf der bzw. in der Übertragungselemente geführt sind.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht zwei separate, vonein
ander getrennte Führungen für die Gangvorwahl und für die Gangschaltung
vor. Jeder Führung ist dabei ein Rastierelement zugeordnet, mit einer in
dem Rastierelement federnd abgestützten Rastkugel. Dies hat den Vorteil,
dass beide Führungen optimal auf die geforderte Präzision sowohl für eine
Gangvorwahl als auch für die Gangschaltung abstimmbar sind. Zur Dar
stellung dieser Führungen umfaßt die erfindungsgemäße Rastierhülse ein
Rastierelement, das unmittelbar in die Mantelfläche des Topfteils integrier
bar ist oder dem Topfteil zugeordnet ist.
Dazu bietet es sich an, in das Topfteil eine Schaltkulisse und dazu winkel
versetzt eine Mittenzentrierung spanlos einzuformen. Alternativ dazu bietet
es sich an, die Rastierhülse mit einem separaten Rastierelement zu verse
hen, in das eine Schaltkulisse sowie eine Mittenzentrierung eingeformt sind.
Ein derartiges separates Rastierelement kann erfindungsgemäß auf der
Mantelfläche der Rastierhülse befestigt werden oder axial dazu versetzt
unmittelbar auf der Schaltwelle.
Alternativ dazu schließt die Erfindung ein Rastierelement ein, welches im
Topfteil integriert ist oder als ein separates Bauteil ausgelegt ist und das
eine Mittenzentrierung oder eine Schaltkulisse umfasst. Weiterhin kann das
Rastierelement mit einer Mittenzentrierung versehen sein, dem eine Rastie
rung überlagert ist.
Die Schaltkulisse sowie die Mittenzentrierung umfassen nutförmige spanlos
in das Rastierelement eingeformte Vertiefungen. Die Schaltkulisse besitzt
entsprechend dem Schaltbild der Getriebeschaltung zueinander axial ver
setzte Vertiefungen. Die nutförmigen Vertiefungen sind von Nutwänden be
grenzt und von einer quer verlaufenden Vorwählgasse unterbrochen.
Zumindest eine nutförmige Vertiefung besitzt eine Formgebung, bei der die
Tiefe von der Vorwählgasse bzw. Schaltgasse ausgehend bis zu einem
Endanschlag stetig zunimmt. Alternativ zu einer sich kontinuierlich vergrö
ßernden Tiefe bietet es sich an, die größere Tiefe punktuell ausschließlich
im Bereich des Endanschlags der Vertiefung vorzusehen. Eine sich verän
dernde nutförmige Querschnittsform der Vertiefung kann ebenfalls auf die
Profilierung der Mittenzentrierung übertragen werden. In vorteilhafter Weise
kann durch diese Maßnahme Einfluss auf die Vorwählkraft bzw. Schaltkraft
genommen werden, um so beispielsweise ein gezieltes Schaltgefühl errei
chen zu können. Die Querschnittsform der nutförmigen Vertiefung ermög
licht eine Krafterhöhung bzw. eine reduzierte Vorwähl- bzw. Schaltkraft. Die
erfindungsgemäße geometrische Gestaltung der nutförmigen Vertiefung ist
weiterhin nutzbar zur Erzielung einer erhöhten Schaltsicherheit, die ein
Herausspringen des eingelegten Ganges, beispielsweise bei auftretenden
Erschütterungen oder Lastwechseln wirksam verhindert. Das Querschnitts
profil der Vertiefung kann dabei bedarfsabhängig ausgeformt werden. Zur
Erzielung einer Zweipunktanlage der Rastkugel ist dazu der Grundradius
der Vertiefung kleiner ausgelegt als der Radius von der Rastkugel. Dage
gen stellt sich eine Anlage der Rastkugel an dem Grund der Vertiefung ein,
wenn der Rastkugelradius kleiner als der Grundradius ausgelegt ist. Die
Zweipunktanlage ermöglicht eine exakte Führung bei gleichzeitig erhöhter
axialer Verschiebekraft. Bei einer Anlage der Rastkugel am Vertiefungs
grund stellt sich ein langsamer Kraftanstieg über den Verschiebeweg ein.
Zur Verbesserung der Schaltpräzision bietet es sich weiterhin an, die Flan
ken der Mittenzentrierung für die Gangvorwahl unterschiedlich steil auszu
bilden, um die Vorwählkräfte zur weiteren Verbesserung der Schaltpräzision
zu erhöhen, ohne dabei die Haltekräfte in der jeweiligen Vorwahlebene zu
beeinflussen. Alternativ kann in der Vorwählgasse der Schaltkulisse eine
Rampe vorgesehen werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung bezieht sich auf die Begren
zung des Schaltwinkels der Schaltwelle. Dazu umfasst das Topfteil zumin
dest einen Endanschlag, der beispielsweise in eine Ausnehmung eines ge
genüber der Rastierhülse lagefest angeordneten Bauteils formschlüssig
eingreift. Alternativ dazu kann das Topfteil mit zwei Anschlägen versehen
werden, in die beispielsweise ein zugeordneter Zapfen formschlüssig ein
greift und eine Schwenkbewegung und damit einen Schaltwinkel der
Schaltwelle begrenzt. Vorteilhaft ist die Schaltwinkelbegrenzung versetzt
zum Schaltfinger an dem Topfteil angeordnet. Alternativ dazu bietet es sich
an, eine Schaltwinkelbegrenzung unmittelbar an bzw. auf der Schaltwelle
anzuordnen.
Eine weitere erfindungsgemäße Maßnahme umfasst einen insbesondere
radial ausgerichteten Anschlag oder Zapfen, der eine optische oder akusti
sche Anzeigen steuert. Vorzugsweise ist der Anschlag so angeordnet, dass
dieser bei eingelegtem Rückwärtsgang einen Rücklichtschalter betätigt.
Das Topfteil kann gemäß der Erfindung weiterhin mit einem separaten, das
Topfteil koaxial umschließenden Rastierring versehen sein, der drehstarr
am Topfteil befestigt ist. Ein solchem radial die Mantelfläche des Topfteils
überragender, separater Rastierring bietet ebenfalls einen Kostenvorteil
gegenüber einer einteiligen Lösung, die ein mehrstufiges Ziehverfahren
oder ein massives Topfteil erfordert. Zur Erzielung einer formschlüssigen,
drehstarren Verbindung zwischen dem Rastierring und dem Topfteil ist vor
zugsweise eine Verzahnung oder eine beliebige Profilierung vorgesehen.
Durch eine entsprechende Toleranzwahl und zur Erzielung einer kraftform
schlüssigen Verbindung kann der Rastierring weiterhin über einen Preßsitz
auf dem Topfteil befestigt werden. Alternativ schließt die Erfindung weiterhin
eine Klebung, Schweißung ein, mit der eine unlösbare Verbindung zwischen
dem Rastierring und dem Topfteil geschaffen wird. Der Rastierring kann
ebenso durch Verprägen, Nieten oder Reibschluß auf dem Topfteil befestigt
werden.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die zuvor erläuterten Ausführungen
und Fertigungsverfahren des Topfteils der Rastierhülse, sondern schließt
alle dem Fachmann bekannten spanlosen Formgebungen ein, z. B. ein hy
draulisches Aufweiten eines Rohrkörpers.
Die Erfindung wird anhand einiger Ausführungsbeispiele in der nachfolgen
den Figurenbeschreibung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Rastierhülse in einer Ansicht;
Fig. 2 eine zu Fig. 1 alternativ gestaltete Rastierhülse;
Fig. 3 in einer Perspektive eine Rastierhülse mit einem Ra
stierelement, bestehend aus einer Schaltkulisse und ei
nem winkelversetzt dazu angeordneten Mittenzentrie
rung;
Fig. 4 eine Rastierhülse in einem Längsschnitt, bei der das
Topfteil die Hülse vollständig umschließt;
Fig. 5 eine weitere im Längsschnitt abgebildete Rastierhülse,
deren Topfteil mit einem separaten Rastierring verse
hen ist;
Fig. 6 einen Querschnitt, der in Fig. 2 abgebildeten Rastier
hülse entlang der Linie VI-VI;
Fig. 7 den Einbau einer Rastierhülse in einem Schaltgetriebe;
Fig. 8 in einer Perspektive eine Rastierhülse, der zwei radiale
Rastierelemente zugeordnet sind.
Fig. 9 eine Rastierhülse, auf deren Mantelfläche ein als sepa
rates Bauteil gestaltetes Rastierelement befestigt ist;
Fig. 10 in einer Draufsicht eine Rastierhülse, in deren Mantel
fläche ein Rastierelement spanlos eingeformt ist;
Fig. 11 den Vorwählmomentenverlauf in einem Diagramm dar
gestellt;
Fig. 12 in einer Perspektive eine Rastierhülse, die mit einer
Schaltwinkelbegrenzung versehen ist sowie mit einem
Anschlag, der eine optische oder akustische Anzeige
steuert.
Zur Darstellung des Gesamtzusammenhanges der Erfindung sei zunächst
auf die Fig. 7 verwiesen, die einen Ausschnitt einer Getriebeschaltung
zeigt. In einem Getriebegehäuse 1 eines mechanisch schaltbaren Zahnrä
derwechselgetriebes ist eine Schaltwelle 2 in Lagern axial verschiebbar und
schwenkbar angeordnet. Auf der Schaltwelle 2 ist eine Rastierhülse 3 dreh
starr angeordnet, die mit mehreren radial ausgerichteten, winkelversetzt
angeordneten Übertragungselementen versehen ist. Ein Schaltfinger 4 ist
dabei als erstes Übertragungselement vorgesehen, der in eine Schaltfüh
rung 5 formschlüssig eingreift. Zur Übertragung einer Schaltbewegung vom
manuell zu betätigenden, in Fig. 7 nicht abgebildeten Schalthebel wird der
Schaltfinger 4 gemeinsam mit der Schaltwelle 2 zur Vorwahl von Schaltgas
sen verdreht und zum Einlegen von Gängen axial verschoben. Als zweites
Übertragungselement verfügt die Rastierhülse 3 über eine Rastierung 6, in
deren Rastausnehmung 7 eine Rastkugel 9 eingreift. Dabei ist die Rastku
gel 9 federnd in einer Schaltarretierung 8 eingesetzt, die ortsfest in dem
Getriebegehäuse 1 angeordnet ist. Die Rastierung 6 besitzt dabei zwei par
allel verlaufende Rastausnehmungen 7, die sich über eine größere axiale
Länge erstrecken. Damit ist sichergestellt, daß die Schaltwelle 2 in allen
Winkellagen und Schaltstellungen exakt positioniert ist. Bei einer Verdre
hung der Schaltwelle 2 kann die Rastkugel 9 den Sitz der Rastausnehmung
7 verlassen und verrastet selbsttätig in die benachbarte Rastausnehmung
bei einer entsprechenden übereinstimmenden Lage.
Die Fig. 1 zeigt die Rastierhülse 3a als Einzelteil, die eine Hülse 10 um
faßt, an der sich an einem Ende eine Scheibe 11 anschließt, die von einem
Topfteil 12 umschlossen ist. Diese Einzelteile können vorgefertigt und zu
einer Einheit zusammengefügt werden. Die Rastierhülse 3a ist im einge
bauten Zustand über die Hülse 10 drehfest auf der Schaltwelle 2 befestigt.
Das Topfteil 12 steht mit Bauteilen in einer Wirkverbindung, die der Schalt
welle 2 nebengeordnet sind.
Alternativ dazu bietet es sich an, das Topfteil 12 einteilig zu gestalten und
dazu ein Bandmaterial zu verwenden, welches an den Enden im Bereich der
Trennebene 15 zusammengefügt wird. Die Erfindung schließt dabei eben
falls eine formschlüssige lösbare Verbindung dieser Enden vor. Dazu ist ein
Ende des Bandmaterials mit zwei vorstehenden Hinterschneidungen bilden
den Ansätzen 17a, 17b versehen, die in zugehörige Ausnehmungen 18a,
18b des gegenüberliegenden Bandendes formschlüssig eingreifen. Zur Si
cherung dieser Verbindung bietet es sich beispielsweise an, eine Verstem
mung zwischen den Ansätzen 17a, 17b und den Ausnehmungen 18a, 18b
vorzusehen. Die Mantelfläche des Topfteils 12 sieht unterschiedliche Über
tragungselemente vor. Der Schaltfinger 4 ist mit einem durchmesserredu
zierten zylindrischen Abschnitt in eine Bohrung des Topfteils 12 eingesetzt
und gegenseitig verstemmt. Axial versetzt zum Schaltfinger 4 ist das Topfteil
12 mit einer als Rampe 19 gestalteten Einschnürung versehen, deren Flan
ken unterschiedliche Anstellwinkel aufweisen können. Die umfangsbegrenzt
im Topfteil 12 angeordnete Rampe 19 steht beispielsweise mit einem Über
tragungshebel der Schaltung in Verbindung. Das Topfteil 12 ist weiterhin mit
einer kammartig gestalteten Schaltführung 5 versehen, die in einem abge
flachten Bereich des Topfteils 12 eingebracht ist. Das Topfteil 12 ist mit in
Richtung der Längsachse 16 ausgerichteten, parallel verlaufenden Ra
stausnehmungen 7 versehen, für die Schaltarretierung 8 (gemäß Fig. 6).
Weiterhin verfügt das Topfteil 12 über einen Anschlagnocken 21, der bei
spielsweise mit einem Sperrglied einer separat angeordneten Rückwärts
gangsperre zusammenwirkt.
Die in den Fig. 2 und 3 abgebildete Rastierhülse 3b ist abweichend von
der Rastierhülse 3a mit einer radial aus dem Topfteil 12a ragenden Achse
22 zur Aufnahme einer Sperrklinke 23 versehen. Die schwenkbar federnd
abgestützte Sperrklinke 23 ragt in die Schaltführung 5 und dient als eine
Rückwärtsgangsperre zur Vermeidung einer Fehlschaltung. Die Schnittan
sicht der Rastierhülse 3b gemäß Fig. 3 zeigt die in eine Bohrung des
Topfteils 12a eingesetzte Achse 22. Weiterhin verdeutlicht die Schnittdar
stellung die Ausbildung der drei Einzelteile der Rastierhülse 3b. Die axial
zueinander versetzten, eine radiale Stufe bildenden Bauteile, die Hülse 10
sowie das Topfteil 12a sind über die Scheibe 11 verbunden und jeweils un
lösbar beispielsweise durch eine Schweißung zusammengefügt. Das Topf
teil 12a ist vorzugsweise durch Rollen eines Bandmaterials hergestellt, de
ren Enden im Bereich der Trennebene 15 lösbar oder unlösbar zusammen
gefügt sind.
Die Rastierhülse 3c gemäß Fig. 4 ist mit einer Hülse 10a versehen, die
vollständig innerhalb des Topfteils 12b integriert ist. Dazu beinhaltet die
Hülse 10a gleichzeitig einen scheibenartigen Abschnitt, der endseitig über
geht in einen zylindrischen Bord 24, der sich an der Innenwandung des
Topfteils 12 abstützt und mit diesem unlösbar verbunden ist. Dieser Aufbau
verringert den erforderlichen axialen Bauraum der Rastierhülse 3c. Das
Topfteil 12b wird gemäß Fig. 4 durch zwei rohrförmig gestaltete Abschnitte
26, 27 gebildet. Diese Bauteile sind im Bereich einer rechtwinkelig zur
Längsachse 16 verlaufenden Trennebene 30 zusammengefügt.
Die Fig. 5 zeigt ein zu Fig. 1 alternativ gestaltetes Topfteil 12. Zur Ferti
gungsvereinfachung ist das Topfteil 12 zweiteilig und umfaßt die Segmente
13 und 14 mit einer vorzugsweise halbschalenförmigen Formteilung. Die
Trennebene 15 der Segmente 13, 14 verläuft dabei in Richtung einer
Längsachse 16 der Rastierhülse 3a. Zur Verbindung der Segmente 13, 14
sind diese Bauteile durch eine Schweißung oder eine beliebige andere un
lösbare Verbindung im Bereich der Trennebene 15 verbunden. Bei Bedarf
kann auch eine formschlüssige Verbindung zwischen den Segmenten 13
und 14 des Topfteils 12 vorgesehen werden. Dazu kann das Segment 13
mit zwei trapezartig gestalteten vorstehenden Ansätzen 17a, 17b versehen
werden, die in entsprechende Ausnehmungen 18a, 18 des Segments 14
eingreifen. Die Erfindung schließt weiterhin alle dem Fachmann bekannten
formschlüssigen Verbindungen zwischen den Segmenten 13, 14 des Topf
teils 12 ein. Das Topfteil 12 ist an der von der Hülse 10 abgewandten Seite
mit einer umfangsbegrenzten radial nach außen gerichteten Profilierung 29
versehen. Mit der Profilierung 29 ist eine formschlüssige Verbindung zu
einem Rastierring 28 geschaffen, der das Topfteil 12 umschließt.
Die Fig. 6 zeigt die Rastierhülse 3b im Querschnitt entlang der Linie VI-VI
gemäß Fig. 6. Diese Schnittdarstellung zeigt das aus zwei Segmenten 13,
14 gebildete Topfteil 12a. Die halbkreisförmig gestalteten Segmente 13, 14
sind an diametral gegenüberliegenden Trennebenen 25a, 25b vorzugsweise
durch eine Schweißung miteinander befestigt.
Aus der Fig. 8 ist eine weitere in der Perspektive abgebildete Rastierhülse
3e zu entnehmen. Auf der Mantelfläche des Topfteils 12c ist dabei ein als
separates Bauteil ausgebildetes Rastierelement 31 befestigt, in das spanlos
eine Schaltkulisse 32 sowie eine Mittenzentrierung 33 eingeformt sind. So
wohl der Schaltkulisse 32 als auch der winkelversetzt dazu angeordneten
Mittenzentrierung 33 ist jeweils eine Arretierung 34, 35 zugeordnet, die in
einem der Rastierhülse 3e nebengeordneten Bauteil lagepositioniert sind.
Jeweils über eine federbelastete Rastkugel 40 sind die Arretierungen 34, 35
an dem Rastierelement 31 abgestützt.
Der Aufbau der Schaltkulisse 32 umfasst mehrere axial zueinander versetzt
angeordnete Vertiefungen 36, die jeweils von einer Nutwandung 38 be
grenzt sind. Alle Vertiefungen 36 sind durch eine Vorwählgasse 37 unter
brochen, die quer zu allen Vertiefungen 36 verläuft. Bei einer Gangvorwahl,
d. h. einer Längsbewegung der Rastierhülse 3e ist die Rastkugel 40 der
Arretierung 34 in der Vorwählgasse 37 geführt. Eine Schaltung erfolgt bei
einer Verdrehung der Rastierhülse 3e, bei der die Rastkugel 40 in einer der
Vertiefungen 36 geführt ist. Die in Fig. 8 abgebildete obige Vertiefung 36
ist im Bereich eines Endanschlages 43 vertieft ausgeführt. Diese vorzugs
weise für einen Rückwärtsgang bestimmte Vertiefung vermittelt dem Fahrer
beim Einlegen des Rückwärtsganges ein im Vergleich zu den anderen
Gangstufen unterschiedliches Schaltgefühl aufgrund eines geänderten
Schaltkraftverlaufs. Außerdem ermöglicht ein derartig gestalteter Endan
schlag 43 eine erhöhte Sicherung gegenüber einem Herausspringen des
Ganges bei auftretenden Schwingungen, Erschütterungen oder einem
Lastwechsel.
Die Fig. 10 zeigt in einer Draufsicht die Rastierhülse 3g mit dem Ra
stierelement 41. Die Schaltkulisse 42 sowie die in Fig. 10 nicht abgebil
dete, jedoch zu dem Rastierelement 41 zugehörige Mittenzentrierung ist
dabei unmittelbar in die Mantelfläche des Topfteils 12d spanlos eingeformt.
Diese Darstellung verdeutlicht den Aufbau der Schaltkulisse 42, d. h. die
von der Vorwählgasse 37 unterbrochenen Vertiefungen 36.
Die Anordnung des Rastierelementes 31 auf der Rasthülse 3e verdeutlicht
die Fig. 9. Vorzugsweise ist das Rastierelement 31 jeweils über an beiden
Enden angeordneten, mit der Mantelfläche der Rastierhülse 3e ver
schweißten Abschnitten 39 befestigt.
Die Fig. 11 zeigt den aufzubringenden Vorwähl-Momentenverlauf einer
Getriebeschaltung, in der die erfindungsgemäße Rastierhülse integriert ist.
In dem Diagramm gemäß Fig. 11 ist auf der Ordinate das Vorwählmoment
in Nm aufgetragen und auf der Abszisse der Schwenkwinkel. Die Vorwähl
gasse 37 gemäß Fig. 8 entspricht einem Winkelbereich von ca. +10° bis -
10° des Diagramms. Die Vorwählgasse stimmt dabei überein mit dem Profil
der Mittenzentrierung 33. Wie das Diagramm verdeutlicht, ist vom Schnitt
punkt "S" der Null-Linien des Schwenkwinkels und des Vorwählmomentes
ausgehend, zum Einlegen der Gänge 1 oder 2 bzw. des 5'ten oder des
Rückwärtsganges ein Wählmoment von ca. 1,8 Nm bis 2,2 Nm zu überwin
den.
Die Fig. 12 zeigt die Rastierhülse 3h, deren Topfteil 12e mit einem Endan
schlag 44 versehen ist, zur Erzielung einer Schaltwinkelbegrenzung. Dazu
ist das Topfteil 12e mit einem versetzt zum Schaltfinger 4 angeordneten, die
Mantelfläche des Topfteils 12e axial verlängernden Abschnitts versehen,
dessen Enden radial nach außen gebogen sind, zur Bildung von Borden
46a, 46b. Zwischen den Borden 46a, 46b greift in einer Einbaulage der Ra
stierhülse 3h ein ortsfest angeordneter Zapfen ein, der den Schwenkwinkel
der Rastierhülse 3h begrenzt. Das Topfteil 12e ist weiterhin mit einem radial
nach innen ausgerichteten Anschlag 47 versehen, mit dem beispielsweise
eine optische oder akustische Anzeige steuerbar ist. Vorzugsweise wird der
Anschlag 47 genutzt zur Betätigung eines Rücklichtschalters bei eingeleg
tem Rückwärtsgang.
1
Getriebegehäuse
2
Schaltwelle
3
a Rastierhülse
3
b Rastierhülse
3
c Rastierhülse
3
d Rastierhülse
3
e Rastierhülse
3
f Rastierhülse
3
g Rastierhülse
3
h Rastierhülse
4
Schaltfinger
5
Schaltführung
6
Rastierung
7
Rastausnehmung
8
Schaltarretierung
9
Rastkugel
10
Hülse
10
a Hülse
11
Scheibe
12
Topfteil
12
a Topfteil
12
b Topfteil
12
c Topfteil
12
d Topfteil
12
e Topfteil
13
Segment
14
Segment
15
Trennebene
16
Längsachse
17
a Ansatz
17
b Ansatz
18
a Ausnehmung
18
b Ausnehmung
19
Rampe
20
Schaltführung
21
Anschlagnocken
22
Achse
23
Sperrklinke
24
Bord
25
a Trennebene
25
b Trennebene
26
Abschnitt
27
Abschnitt
28
Rastierring
29
Profilierung
30
Trennebene
31
Rastierelement
32
Schaltkulisse
33
Mittenzentrierung
34
Arretierung
35
Arretierung
36
Vertiefung
37
Vorwählgasse
38
Nutwandung
39
Abschnitt
40
Rastkugel
41
Rastierelement
42
Schaltkulisse
43
Endanschlag
44
Endanschlag
45
Anschlag
46
a Bord
46
b Bord
47
Anschlag
Claims (23)
1. Rastierhülse (3a bis 3d) für eine Schaltwelle (2) eines mechanisch
schaltbaren Zahnräderwechselgetriebes von Fahrzeugen, zur Sicherung
von Verstellpositionen der Schaltwelle (2), wobei die Rastierhülse (3a
bis 3h) mehrteilig aufgebaut ist und eine drehfest auf der Schaltwelle (2)
befestigte Hülse (10, 10a) umfaßt, mit einer separaten Scheibe (11) oder
einer einteilig an der Hülse (10a) befestigten Scheibe, die einen radialen
Abstand zu einem die Schaltwelle (2) koaxial umschließenden Topfteil
(12, 12a bis 12e) überbrückt, wobei das zumindest zwei Bauteile umfas
sende, als ein Spanlosteil gestaltete Topfteil (12, 12a bis 12e) mit zu
mindest einem Übertragungselement versehen ist, das mit einem der
Schaltwelle (2) nebengeordneten Bauteil zusammenwirkt.
2. Rastierhülse nach Anspruch 1, deren Topfteil (12) aus einem Bandmate
rial gefertigt ist, das weitestgehend zylindrisch gerollt ist und deren En
den an einer in Richtung einer Längsachse (16) der Rastierhülse (3a,
3d) verlaufenden Trennebene (15) verbunden sind (Fig. 1).
3. Rastierhülse nach Anspruch 1, die ein aus zwei Segmenten (13, 14)
gebildetes Topfteil (12a) umfaßt, die an Trennebenen (25a, 25b) mitein
ander befestigt sind (Fig. 6).
4. Rastierhülse nach Anspruch 2 oder 3, wobei ein Ende des Topfteils (12)
an der Trennebene (15) mit zumindest einem Hinterschneidungen auf
weisenden vorstehenden Ansatz (17a, 17b) versehen ist, der in eine, der
Formgebung des Ansatzes (17a, 17b) entsprechende Ausnehmung
(18a, 18b) des zugehörigen weiteren Endes des Topfteils (12, 12a)
formschlüssig gehalten ist (Fig. 1, Fig. 5).
5. Rastierhülse nach Anspruch 1, wobei das Topfteil (12b) zwei in axialer
Richtung angeordnete Abschnitte (26, 27) umfaßt, die unlösbar mitein
ander verbunden sind und deren Trennebene (30) rechtwinkelig zu der
Längsachse (16) verläuft (Fig. 4).
6. Rastierhülse nach Anspruch 1, deren Topfteil (12, 12b) mit zumindest
einem separaten, radial aus der Mantelfläche des Topfteils (12, 12b)
ausgerichteten Übertragungselement versehen ist.
7. Rastierhülse nach Anspruch 6, mit einem als Schaltfinger (4) ausgebil
deten, spanlos hergestellten Übertragungselement, der in eine der
Schaltwelle (2) benachbart angeordneten Schaltkulisse eingreift (Fig.
1).
8. Rastierhülse nach Anspruch 6, wobei das Topfteil (12) einen An
schlagnocken (21) für eine separat von der Schaltwelle (2) angeordnete
Sperreinheit aufweist (Fig. 1).
9. Rastierhülse nach Anspruch 6, deren Topfteil (12a) mit einer Achse (22)
zur Aufnahme einer drehbar angeordneten Sperrklinke (23) versehen ist,
die als eine Rückwärtsgangsperre vorgesehen ist (Fig. 2).
10. Rastierhülse nach Anspruch 1, wobei in eine Mantelfläche des Topfteils
(12, 12a, 12b) eine Rastausnehmung (7) oder eine Rampe (19) spanlos
eingeformt ist, die vorzugsweise für eine separate im Getriebegehäuse
(1) eingesetzte Schaltarretierung (8) bestimmt ist.
11. Rastierhülse nach Anspruch 1, mit einem Topfteil (12, 12a), in dessen
Mantelfläche eine Schaltführung (5) eingebracht ist (Fig. 1, Fig. 2).
12. Rastierhülse nach Anspruch 1, mit einem Topfteil (12d), in dessen Man
telfläche unmittelbar ein Rastierelement (41), bestehend aus einer
Schaltkulisse (42) und einer dazu winkelversetzt angeordneten Mitten
zentrierung, eingeformt ist (Fig. 10).
13. Rastierhülse nach Anspruch 1, deren Topfteil (12c) mit einem separaten
Rastierelement (31) versehen ist, in das eine Schaltkulisse (32) und win
kelversetzt dazu eine Mittenzentrierung (33) spanlos eingeformt ist (Fig.
8).
14. Rastierhülse nach Anspruch 1, deren Topfteil (12c) mit einem separaten
Rastierelement (31) versehen ist, in das eine Mittenzentrierung (33) mit
überlagerter Rastierung spanlos eingeformt ist (Fig. 9).
15. Rastierhülse nach Anspruch 1, deren Rastierelement unmittelbar auf der
durch die Rastierhülse geführten Schaltwelle (2) angeordnet ist.
16. Rastierhülse nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, wobei die Schaltku
lisse (32, 42) nutförmige, von Nutwandungen (38) begrenzte Vertiefun
gen (36) aufweist, die von einer quer verlaufenden Vorwählgasse (37)
unterbrochen sind (Fig. 8).
17. Rastierhülse nach Anspruch 16, wobei zumindest eine Vertiefung (36) so
ausgeformt ist, dass deren Tiefe von der Vorwählgasse (37) ausgehend
bis zu einem Endanschlag (43) zunimmt.
18. Rastierhülse nach Anspruch 1, wobei das Topfteil (12e) zumindest einen
Endanschlag (44) aufweist, mit dem ein Schaltwinkel der Schaltwelle (2)
begrenzt werden kann (Fig. 12).
19. Rastierhülse nach Anspruch 18, wobei der Endanschlag (44) zwei radial
nach außen oder innen gerichtete Borde (46a, 46b) bildet, zwischen de
nen ein der Rastierhülse (3h) nebengeordnetes, ortsfest angeordnetes
Bauteil eingreift (Fig. 12).
20. Rastierhülse nach Anspruch 1 mit einem radial nach innen ausgerichte
ten Anschlag (47), der eine optische oder akustische Anzeige steuert
(Fig. 12).
21. Rastierhülse nach Anspruch 1, mit einer separaten, koaxial zum Topfteil
(12) angeordneten und an diesem drehstarr befestigten Rastierring (28)
(Fig. 5).
22. Rastierhülse nach Anspruch 21, wobei der Rastierring (28) über eine
Profilierung (29) formschlüssig mit dem Topfteil (12) verbunden ist.
23. Rastierhülse nach Anspruch 1, wobei der Rastierring (28) durch Kleben,
Schweißen, Verprägen, Nieten oder mittels eines Preßsitzes an dem
Topfteil (12) fixiert ist.
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: INA-SCHAEFFLER KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |